基于单片机的数字式汽车仪表设计[范文]

0 前言

工业革命以来，汽车开始进入人们的生活中。并且随着技术的不断革新，社会生产力的不断发展，人们对于汽车的需求量不断增加，汽车工业也有了突飞猛进的发展。各种型号，各种品牌的汽车如雨后春笋般琳琅满目。为了适应越来越快的社会节奏和以及满足人类对安全、舒适、方便等性能的要求，各种电子技术被广泛的应用在汽车产品中。汽车电子式仪表大幅提升了汽车性能。

目前比较常见的汽车仪表是传统的模拟显示仪表，目前在我国市场上占的使用比例还较大，但大多数用在前期进口的货车、微型车等上。剩下的就是是数字式仪表，数字式仪表主要原理是步进电机为主题，所有传感器产生的模拟或数字信号，全部转化成驱动步进电机的数字信号，在传送至中央处理器CPU处理完后，将驱动信号输送到相对应的指示仪表，并接受CPU的相对应指令后工作。这种指针式仪表利用数字信号工作，精确度高，后期维护也比简单方便。

近些年，微电子技术飞速发展，相关的技术支持和产业也得到了青睐和广泛应用。而单片机作为集成CPU的代表，开始进入人们的眼中。先进的技术也为以单片机为基础研制新一代汽车仪表提供了有利的保障。

1  总体方案设计

1.1  设计内容

本次设计是基于单片机的数字式汽车仪表设计，要求可以以数字化方式显示各种汽车行驶时所需要的实时数据。整个系统由硬件和软件两部分共同完成。硬件部分主要由单片机和各种传感器构成，主要任务是完成对各种信号的采集、转换以及显示。软件部分的主要任务是完成对信息的处理和对整个系统的指令控制。

系统的工作原理是利用各种传感器完成所需物理量的采集，然后通过ATS89C52单片机依次查询各传感器的输出信号（模拟信号需要通过A/D转换器进行模数转换），之后通过单片机处理后由显示模块反映出来。同时还可以输出告警信号。

本次设计任务：

1、完成系统硬件设计与架构

2、测量汽车行驶的里程和速度

3、测量车内的温度

4、测量汽车的油量

5、油量不足的时候报警

1.2 方案论证

1.2.1方案一

基于CAN总线式全数字汽车仪表，其系统原理框图见下图

图1-1方案一系统框图

Fig.1-1 System block diagram of program one

方案一是基于CAN总线的数字式汽车仪表，根据各部分功能的不同，共分为通信，数据处理，显示等几个模块。CAN总线负责车速，油量，温度等的信号采集以及传送报警信号和显示信号。其中心处理器采用SM89516A为主体，主要对采集的信息进行处理和识别显示模块使用LCD数字式液晶显示屏，清晰精确，智能化程度高。与之前的转盘式汽车仪表相比，优点是速度快，可以自己检测系统错误。这种设计方式在一定程度上减少了汽车的布线，使系统更加简洁，维护起来也相对容易，智能化的数字式显示使反馈信息更加精确，错误率减少。驾驶员在实际操控过程中的体验更加完整，更加舒适。而且，利用控制器可以再拓展更多的功能，未来的发展潜力也非常的大。

1.2.2方案二

图一系统原理框图

采用数字电路，系统的主控单元为AT89C52单片机，一共有5个模块，分别为：温度模块，速度里程模块，油量模块，显示模块，报警模块。各模块的信号采集任务由不同的传感器完成:温度由DS18B20温度传感器完成采集，速度里程由霍尔元件完成信号捕捉计算完成，油量由液位式传感器完成采集。之后将采集的信号输入AT89C52，其中油量信号为模拟信号，需通过ADC0809模数转化成为数字信号输入单片机。经过单片机的处理，将各个信息显示在显示器上。当需要报警时，单片机可以指令报警模块中的发光二极管和电铃发出报警信号。

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